(完整)高中物理力学模型及分析

1、- -高中物理力学模型及分析1连接体模型是指运动中几个物体叠放在一起、或并排在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。整体法是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用（如求相互间的压力或相互间的摩擦力等）时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。卩=tge物体沿斜面匀速下滑或静止卩tg0物体静止于斜面3轻绳、杆模型绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力杆对球的作用力由运动情况决定最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度?，杆的拉力?若小球带电呢？E假设单B下

2、摆,最低点的速度VB=2iRUmgR=2mv2R11整体下摆2mgR=mg+mv2+mv222a2bV二2VnV=.-gRbaa5&6VB二2Va飞2gRVbYgR所以AB杆对B做正功，AB杆对A做负功若vJiR，运动情况为先平抛，绳拉直沿绳方向的速度消失即是有能量损失，绳拉紧后沿圆周下落机械能守恒。而不能够整个过程用机械能守恒。求水平初速及最低点时绳的拉力？换为绳时:先自由落体,在绳瞬间拉紧（沿绳方向的速度消失）有能量损失（即v1突然消失），再恒例：摆球的质量为m,从偏离水平方向30的位置由静释放，设绳子为理想轻绳，最低点A时绳子受到的拉力是多少？v2下摆机械能守求：小球运动到E假设单B下摆

3、,最低点的速度VB=p2gR4.超重失重模型系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度（或此方向的分量ay）向上超重（加速向上或减速向下）F=m（g+a）；向下失重（加速向下或减速上升）F=m（g-a）难点：一个物体的运动导致系最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度?，杆的拉力?若小球带电呢？1UmgR=2mvBR11整体下摆2mgR=mg+mv2+mv222a2bV二2VnV=.-gRBAA56VB二2VA飞52gR沁2gR所以AB杆对B做正功，AB杆对A做负功若vJR，运动情况为先平抛，绳拉直沿绳方向的速度消失即是有能量损失，绳拉紧后沿圆周下落机械能守恒。而不能够整个过程用机械能守恒。求水

4、平初速及最低点时绳的拉力？图5-70S14-1（沿绳方向的速度消失）有能量损失（即v1下摆机械能守恒质量为m,从偏离水平方向30的位置由静释放，设绳子为理想轻绳，求：小球运动到最低点A时绳子受到的拉力是多少?4.超重失重模型系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度（或此方向的分量ay）向上超重（加速向上或减速向下）F=m（g+a）；向下失重（加速向下或减速上升）F=m（g-a）难点：一个物体的运动导致系统重心的运动1到2到3过程中（1、3除外）超重状态绳剪断后台称示数系统重心向下加速斜面对地面的压力？地面对斜面摩擦力？导致系统重心如何运动？统重心的运动1到2到3过程中（1、3除外）超重状态绳

5、剪断后台称示数系统重心向下加速”斜面对地面的压力？-地面对斜面摩擦力？图9导致系统重心如何运动？铁木球的运动用同体积的水去补充。5.碰撞模型：特点，动量守恒；碰后的动能不可能比碰前大对追及碰撞，碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。弹性碰撞：叱+叱=miV1+叱1111mv2+mv2=mv2+mv2(2)21222122一动一静且二球质量相等的弹性正碰：速度交换大碰小一起向前；质量相等，速度交换；小碰大，向后返。一动一静的完全非弹性碰撞（子弹打击木块模型）mv+0=（m+M）v-mv2=1（m+M）v2+ETOC o 1-5 h z0202损11/mMv2M1E=mv2(m+M)v2=0

6、=mv2=E损2022(m+M)(M+m)20M+mk0一11/“E损可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能E#”=fd相=卩mgd相=牙mv2一(m+M)v2损损相相22- - -碰撞过程”中四个有用推论即有：弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外，还具备：碰前、碰后系统的总动能相等的特征，设两物体质量分别为m】、m2，碰撞前速度分别为ufU?,碰撞后速度分别为U、u2,m1u+m2u2=mu1+mu211112miui2+2m2U产2miui2+2miu22m-m2mu=12u+2u11m+m1m+m212122mm-mu=1-u+21u2m+m1m+m21212碰后的速度u1和u2表示为:推

7、论一:如对弹性碰撞的速度表达式进行分析,还会发现:弹性碰撞前、后,碰撞双方的相对速度大小相等,即:u2u1=u1u2推论二：如对弹性碰撞的速度表达式进一步探讨，当m_,=m2时，代入上式得：u=v,u=v。即121221当质量相等的两物体发生弹性正碰时，速度互换。推论三：完全非弹性碰撞碰撞双方碰后的速度相等的特征，即：u1=u2mu+mu由此即可把完全非弹性碰撞后的速度u_和u2表为：u_=u_=I21212m+m12例3：证明：完全非弹性碰撞过程中机械能损失最大。证明：碰撞过程中机械能损失表为：1E=m“u212+2mu2112miui22m2u22由动量守恒的表达式中得：1u2=(05+0

8、5叩2代入上式可将机械能的损失表为u】的函数为:1J苛(miu1+m2u2)22m(m+m)m(mu+mu)11E=12m2ui2一ui+(2miu12+2m2u222mu+mu这是一个二次项系数小于零的二次三项式，显然：当ui=u2=丄丄22时,1m+m12即当碰撞是完全非弹性碰撞时，系统机械能的损失达到最大值11（mu+mu）2e=mu2+mu2ijqm2112222（m+m）12推论四：碰撞过程中除受到动量守恒以及能量不会增加等因素的制约外，还受到运动的合理性要求的制约，比如，某物体向右运动，被后面物体追及而发生碰撞，被碰物体运动速度只会增大而不应该减小并且肯定大于或者等于（不小于）碰撞

9、物体的碰后速度。6人船模型：一个原来处于静止状态的系统，在系统内发生相对运动的过程中，MdM/m=L/Lm+MmM若人沿绳梯滑至地面，则绳梯至少为多载人气球原静止于高h的高空，气球质量为M,人的质量为m8单摆模型：T=2g类单摆）利用单摆测重力加速度在此方向遵从动量守恒：mv=MVms=MSs+S=d=s=9波动模型：特点:传播的是振动形式和能量,介质中各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。各质点都作受迫振动，起振方向与振源的起振方向相同，离源近的点先振动，没波传播方向上两点的起振时间差=波在这段距离内传播的时间波源振几个周期波就向外传几个波长。波从一种介质传播到另一种介质，频率不改变，波速v=s/t=九/T=九f波速与振动速度的区别波动与振动的区别：波的传播方向o质点的振动方向（同侧法）知波速和波形画经过At后的波形（特殊点画法和去整留零法）物理解题方法：如整体法、假设法、极限法、逆向思维法、物理模型法、等效法、物理图像法等模型法常常有下面三种情况（1）物理对象模型：用来代替由具体物质组成的、代表研究对象的实体系统，称为对象模型（也可称为概念模型），即把研究的对象的本身理想化常见的如“力学”中有质点、刚体、杠杆、轻质弹簧